M1后背门气弹簧布置设计
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M1系列乘用车白车身组后背门设计 经验汇报
后背门气弹簧布置设计
M1乘用车后背门采用两厢车常见的气弹簧支撑结构。前期由于设计人员缺 少数据，仅能做粗略的布置。故在后背门数据设计完成后，根据实际情况对后 背门气弹簧布置重作计算、布置，以达到设计要求，满足客户的使用舒适度和 公司的设计品质。 气弹簧一般工作原理 ：
以M1项目为例： 首先，为减少后期的调整难度和工作量，做粗略布置时，我们尽 量沿用标杆车的背门气弹簧安装结构，即上部固定在侧围，同时，预 留一定空间，以便调整。 其次，选择现有车型中背门结构与设计目标相近者为蓝本，初步 选定气弹簧的型号。 后背门数据设计完成后，我们首先利用软件计算出后背门总成的 重量和质心，然后计算出背门开启过程中的重力矩曲线，同时计算出 早期背门气弹簧的力矩曲线，两者相互比较。再结合供应商提供的气 弹簧数据，选择更改气弹簧型号或微调气弹簧布置，使调整后的气弹 簧力矩曲线符合我们的设计要求。 如图所示，为气弹簧初次布置后经CAE分析得出的力矩与角度关 系图，气弹簧力矩远远大于重力矩，导致后背门一旦开启，立刻急速 上升，且关闭时比较费力，不满足设计要求！
1、气弹簧不受外力时，自然伸长为最小行程（指压缩行程）处，即最大伸长 处； 2、活塞两边气压相等，由于受力面积不同，产生压力差提供气弹簧的支撑力； 3、气弹簧运动中瞬时提供的总支撑力包括两部分：压力差产生的支撑力和摩擦 力。 4、外力压缩气弹簧，由于撑杆在气室内体积增大，压缩气体的有效容积变小， 气室气压变大，压力差产生的支撑力变大；
如图所示，为气弹簧重新布置后通过CAE分析得出的力矩与 角度关系图，在后背门开启12°左右有个平衡区域，当达到极限 位置时，开启力矩为2.18N· M ，达到客户的设计要求！
以上就是M1后背门气弹簧的布置经验，如有不足或错误之处， 希望大家给予指出更正，谢谢！
Hale Waihona Puke Baidu
后背门中间状态：重力矩58.63N· M 气弹簧力矩64.2N· M 摩擦力矩1.24N· M
开启力矩=重力矩+摩擦力矩-气弹簧力矩 =4.33N· M
后背门极限状态：重力矩51.22N· M 气弹簧力矩54.52N· M 摩擦力矩1.12N· M 开启力矩=重力矩+摩擦力矩-气弹簧力矩 =2.18N· M
5、摩擦力变化： 气室压力越大，摩擦力越大， 撑杆运动越快，摩擦力越大， 离自然伸长处越远，摩擦力越大； 6、气温影响气弹簧支撑力：气温越低，气室压力越低，气弹簧提供的 支撑力越小。 气弹簧的布置原则如下： 后背门在开启过程中，存在平衡区域，即重力矩=支撑力矩 1、初始位置时，开启力矩为-5N· M～ -2N· M，即重力矩+摩擦力矩＞气弹 簧力矩，以免开启时自动弹出，当关闭后背门时，过平衡点后，靠自身 的重力矩能够自行关闭； 2、平衡点设在后背门开启10°左右，此时支撑力矩=气弹簧力矩； 3、当过平衡点后，开启力矩逐渐增大，以便后背门缓慢上升，在中间位置 为最大，为5N· M左右，然后逐渐减小； 4、到达极限位置时，重力矩+摩擦力矩≤气弹簧力矩，开启力矩为0～ 2N· M，此时依靠背门气弹簧限位。
从曲线中可知，简单的更换气弹簧或者调节气弹簧力无法满足 设计要求，故只有改变气弹簧安装点来调节气弹簧的力臂，从而改 变气弹簧的力矩，使其开启力矩使其满足设计要求！
如图所示，分别为后背门初始位置、中间位置、极限位置。
后背门初始状态：重力矩32.25N· M 气弹簧力矩30.82N· M 摩擦力矩3.05N· M 开启力矩=重力矩+摩擦力矩-气弹簧力矩 =-4.48N· M
后背门气弹簧布置设计
M1乘用车后背门采用两厢车常见的气弹簧支撑结构。前期由于设计人员缺 少数据，仅能做粗略的布置。故在后背门数据设计完成后，根据实际情况对后 背门气弹簧布置重作计算、布置，以达到设计要求，满足客户的使用舒适度和 公司的设计品质。 气弹簧一般工作原理 ：
以M1项目为例： 首先，为减少后期的调整难度和工作量，做粗略布置时，我们尽 量沿用标杆车的背门气弹簧安装结构，即上部固定在侧围，同时，预 留一定空间，以便调整。 其次，选择现有车型中背门结构与设计目标相近者为蓝本，初步 选定气弹簧的型号。 后背门数据设计完成后，我们首先利用软件计算出后背门总成的 重量和质心，然后计算出背门开启过程中的重力矩曲线，同时计算出 早期背门气弹簧的力矩曲线，两者相互比较。再结合供应商提供的气 弹簧数据，选择更改气弹簧型号或微调气弹簧布置，使调整后的气弹 簧力矩曲线符合我们的设计要求。 如图所示，为气弹簧初次布置后经CAE分析得出的力矩与角度关 系图，气弹簧力矩远远大于重力矩，导致后背门一旦开启，立刻急速 上升，且关闭时比较费力，不满足设计要求！
1、气弹簧不受外力时，自然伸长为最小行程（指压缩行程）处，即最大伸长 处； 2、活塞两边气压相等，由于受力面积不同，产生压力差提供气弹簧的支撑力； 3、气弹簧运动中瞬时提供的总支撑力包括两部分：压力差产生的支撑力和摩擦 力。 4、外力压缩气弹簧，由于撑杆在气室内体积增大，压缩气体的有效容积变小， 气室气压变大，压力差产生的支撑力变大；
如图所示，为气弹簧重新布置后通过CAE分析得出的力矩与 角度关系图，在后背门开启12°左右有个平衡区域，当达到极限 位置时，开启力矩为2.18N· M ，达到客户的设计要求！
以上就是M1后背门气弹簧的布置经验，如有不足或错误之处， 希望大家给予指出更正，谢谢！
Hale Waihona Puke Baidu
后背门中间状态：重力矩58.63N· M 气弹簧力矩64.2N· M 摩擦力矩1.24N· M
开启力矩=重力矩+摩擦力矩-气弹簧力矩 =4.33N· M
后背门极限状态：重力矩51.22N· M 气弹簧力矩54.52N· M 摩擦力矩1.12N· M 开启力矩=重力矩+摩擦力矩-气弹簧力矩 =2.18N· M
5、摩擦力变化： 气室压力越大，摩擦力越大， 撑杆运动越快，摩擦力越大， 离自然伸长处越远，摩擦力越大； 6、气温影响气弹簧支撑力：气温越低，气室压力越低，气弹簧提供的 支撑力越小。 气弹簧的布置原则如下： 后背门在开启过程中，存在平衡区域，即重力矩=支撑力矩 1、初始位置时，开启力矩为-5N· M～ -2N· M，即重力矩+摩擦力矩＞气弹 簧力矩，以免开启时自动弹出，当关闭后背门时，过平衡点后，靠自身 的重力矩能够自行关闭； 2、平衡点设在后背门开启10°左右，此时支撑力矩=气弹簧力矩； 3、当过平衡点后，开启力矩逐渐增大，以便后背门缓慢上升，在中间位置 为最大，为5N· M左右，然后逐渐减小； 4、到达极限位置时，重力矩+摩擦力矩≤气弹簧力矩，开启力矩为0～ 2N· M，此时依靠背门气弹簧限位。
从曲线中可知，简单的更换气弹簧或者调节气弹簧力无法满足 设计要求，故只有改变气弹簧安装点来调节气弹簧的力臂，从而改 变气弹簧的力矩，使其开启力矩使其满足设计要求！
如图所示，分别为后背门初始位置、中间位置、极限位置。
后背门初始状态：重力矩32.25N· M 气弹簧力矩30.82N· M 摩擦力矩3.05N· M 开启力矩=重力矩+摩擦力矩-气弹簧力矩 =-4.48N· M